Передмова

Вид материала

Документы

Содержание 1.3. Зародження і сучасна структура прикладної мінералогії Регіональна мінералогія (топомінералогія) і мінералогічне картування Розшуково-оцінна мінералогія Технологічна мінералогія Мінералогія нових видів мінеральної сировини Медична мінералогія Мінералогічна експертиза 2. Типоморфізм мінералів – теоретична основа

Подобный материал:

• Частина захист інформації від витоку по технічнихканалах, 481.09kb.
• Управління освіти Кременчуцької міської ради Кременчуцька загальноосвітня школа І-ІІІ, 514.6kb.
• Передмова, 587.1kb.
• Передмова, 524.47kb.
• Передмова 5, 616.83kb.
• Правила безпечної роботи з інструментом та пристроями Київ 2001 передмова, 2909.45kb.
• Передмова, 7519.31kb.
• Передмова, 1427.51kb.
• Правила безпеки для тютюнового та тютюново-ферментаційного виробництва передмова, 6226.62kb.
• Навчальний посібник підготовлено за сприяння Національного банку України, 5515.57kb.

Примітка: Дані взяті з World Mіneral Statіstіcs, 1978–1982. Британська геологічна служба.

Таблиця 1.2

Видобуток і використання малопоширених мінеральних продуктів, за [20]

Матеріал	Видобуток, тис. т	Головне застосування
Стибій	50	Легувальна домішка
Арсен	20	Інсектициди
Кобальт	21	Металізація, домішки до сплавів
Діатоміт	15000	Ізолятор, абразив, наповнювач
Графіт	535	Вогнетриви, змазка, фарба
Літієвмісні мінерали	5	Піротехніка
Ртуть	6	Детонатори, фунгіциди
Молібден	91	Змазка
Нікель	623	Металізація, домішки до сплавів
Рідкісноземельні мінерали	47	Фосфор для телевізійних трубок
Силіманіт	437	Вогнетриви
Вольфрам	46	Домішки до сплавів, нитки в лампах розжарювання
Ванадій	33	Домішки до сплавів
Циркон	724	Металічний цирконій, вогнетриви

Для того, щоб одержати потрібну кількість мінералів, світова добувна промисловість повинна щорічно видобувати з надр не менше 10¹⁰ т сирої породи. Ця цифра зростає, що пов’язано з постійним збільшенням кількості населення земної кулі, а також зі зростанням потреб суспільства в мінеральній сировині, особливо нових її видах. Адже, за скромними оцінками в перерахунку на готовий продукт (наприклад, сталь, мідь, свинець, цинк, будівельні матеріали, енергетична сировини тощо), кожний житель Землі за прожиті роки використовує біля 1,5–2,0 тис. тонн різних продуктів. За даними М.П. Джонса, за рік на одного жителя Землі припадає в середньому понад 5 т видобутої породи, а в розвинутих країнах цей показник сягає 50 т на особу [20]. О.Й. Бент зазначає, що в середньому у світі цей показник становить 8 т за рік. В Україні, за даними цього вченого, у 1992 р. він сягав 17 т за рік, проте у 1993 р. знизився до 10,4 т, що зумовлене економічними труднощами переходу до ринкових відносин. Ці обсяги в майбутньому зростатимуть, бо у балансі світових мінеральних ресурсів значну роль почали відігравати нові промислові типи родовищ (магматичні, метасоматичні, штокверкові, стратиформні та ін.) з дрібнозернистою нерівномірно розсіяною, часто навіть непомітною на око вкрапленістю рудних мінералів. Для того, щоб зробити їх придатними для використання (надати товарного вигляду), потрібно виконати велику копітку роботу з їхнього збагачення, що є завданням технологічної мінералогії.

Зазначимо, що потреби в мінеральній сировині також зростають нерівномірно. Якщо зростання попиту на залізо, манган, хром, вольфрам є досить помірним, то потреби в таких металах, як алюміній, нікель, кобальт, молібден і ванадій, тантал і ніобій, уран і рідкісноземельні (особливо ітрій і європій), збільшуються за експоненціальним законом. Усе це спонукає геологічну службу постійно приділяти увагу нарощуванню запасів відповідної мінеральної сировини, що є одним із важливих завдань і прикладної мінералогії.

Досить високі показники видобутку і споживання мінералів та мінеральних продуктів характерні для України, територія якої займає площу 603,7 тис. км² (0,4 % світової суші). В її надрах виявлено понад 700 мінеральних видів, багато з яких (кварц, оксиди й гідрооксиди заліза і мангану, кіновар, самородна сірка, каолініт, топаз, ільменіт, карбонати, галоїди та ін.) мають важливе господарське значення. На жаль, сьогодні забезпеченість мінеральною сировиною та її видобуток в Україні є нерівномірним. Це пов’язано з тим, що геологорозвідувальні роботи за радянських часів були спрямовані переважно на розшуки великих і унікальних родовищ для потреб економіки колишнього СРСР. Тому в Україні виявлена потужна сировинна база руд мангану і заліза, урану, титану, цирконію, ртуті, берилію, багатьох видів нерудної сировини, коштовного та виробного каміння, будівельних матеріалів.

Сьогодні є значними обсяги видобутку залізної, манганової, титанової, уранової, ртутної руди, антрациту й енергетичного коксівного вугілля, кам’яної і сульфатно-калієвої солей, графіту, самородної сірки, брому, каоліну, вохри, нерудної металургійної сировини, облицювального каменю, склопіску та ін. Крім того, із глибин видобувають буре вугілля, нафту, газ, цементну сировину, будівельні матеріали, карбонатну сировину для хімічної і харчової промислової, мінеральні води, йод, польові шпати, торф, коштовні і напівкоштовні камені, п’єзокварц, кварц для плавлення тощо. Порівняно невеликі обсяги видобутку нікелевої руди, цеолітів, бурштину. У надрах України також виявлені промислові родовища флюориту, алуніту, золота, берилію, літію, ніобію, скандію, рідкісноземельних металів, горючих сланців, фосфоритів, родоніту, нефелінових сієнітів та інших корисних копалин, освоєння яких передбачають у майбутньому. На особливу увагу заслуговує проблема вивчення й освоєння нових для України видів мінеральної сировини, зокрема, використання вторинних мінеральних ресурсів (териконів, відвалів, хвостів збагачення, золошлаків ТЕЦ і ТЕС, металургійних шлаків), освоєння вже створених техногенних (антропогенних) родовищ корисних копалин.


1.3. Зародження і сучасна структура прикладної мінералогії


Прикладна мінералогія є одним з найважливіших наукових напрямів сучасної мінералогії, що охоплює шляхи і способи ефективного практичного використання мінералів та мінералогічних знань у господарській діяльності. Вона сформувалася на початку ХХ століття. Засновником його був відомий російський мінералог М.М. Федоровський – учень нашого співвітчизника В.І. Вернадського. У 1920–1930 рр. він опублікував низку монографій і у 1923 р. організував на базі невеликого інституту “Литогеа”, створеного В.В.Аршиновим, інститут прикладної мінералогії (зараз Всеросійський інститут мінеральної сировини) у Москві.

Однак витоки прикладної мінералогії є значно глибшими і корінням сягають сивої давнини. Як і інші науки, мінералогія виникла і сформувалася завдяки практичній діяльності людини. Сотні тисяч років тому, у стадний період життя суспільства, людина вперше ознайомилася з каменем, і вся наступна історія мінералогії – це, по суті, історія пізнання людиною каменю, його складу, властивостей, походження.

Мінералогія як наука формувалася відповідно до потреб практики розшукової та гірничодобувної справи, металургії та мінеральної технології. Сама ж назва науки походить від латинського слова mіnera, що в перекладі означає руда. Зацікавленість мінералами як корисними копалинами виникла ще задовго до початку історичного (писемного) періоду. Вона тісно пов’язана з історією розвитку матеріальної культури людини, у якій суттєву роль відіграв гірничий промисел, особливо після переходу від кам’яного віку до культури міді, бронзи та заліза.

У мінералогічних зведеннях Авіценни, аль-Біруні й особливо Г.Агріколи почали з’являтися спеціальні параграфи про корисність мінералів, їхнє використання тощо. В ті часи саме визначення мінералогії та опис мінералів відображали, насамперед, практичний інтерес, що, зокрема, видно з праць “Мінералогія” Г. Лемана (1772) і “Ориктогнозія” В.Г. Фішера (1818–1820). Практичну спрямованість мають мінералогічні праці М.В. Ломоносова. В.М. Севергін, а після нього й інші мінералоги виділяють такі напрями цієї науки, як економічна, технологічна і навіть лікувальна мінералогія. А.Штурм, якому належить глибокий аналіз теоретичних основ мінералогічної науки, пише про господарську і технічну мінералогію, звертає увагу на значення мінералів як предметів мистецтва.

Високого піднесення і якісних змін прикладна мінералогія зазнала у XX ст. Саме в цей час закладено наукові основи прикладної мінералогії, тісно пов’язані з іменами М.М. Федоровського, В.І. Вернадського, О.Є. Ферсмана, А.І. Гінзбурга, В.І. Ревнівцева, М.П. Юшкіна, О.П. Іванова та ін. В Україні у розвиток прикладної мінералогії вагомий внесок зробили Є.К. Лазаренко, З.В. Бартошинський, В.М. Квасниця, В.І. Павлишин, О.М. Платонов, Ю.О. Полканов та інші вчені.

М.М. Федоровський обґрунтував потребу комплексного підходу до вивчення родовищ корисних копалин, який полягає у спільній роботі геологів, мінералогів, геохіміків, збагачувальників і хіміків-технологів над єдиною проблемою освоєння нових видів мінеральної сировини [69]. В.І. Вернадський підтримав виділення прикладної мінералогії як науки і трактував її як мінералогічну основу вчення про родовища корисних копалин. З цього приводу він писав: “Учення про корисні копалини є сьогодні у своїй основі прикладною мінералогією... Їх вивчення не може проводитись лише геологами, лише мінералогами, потрібна робота одних і других, як і хіміків, але все-таки дослідження обов’язково повинні вестися на мінералогічній основі” [6]. На жаль, ці слова В.І. Вернадського часто забувають, на що, зокрема, особливу увагу звертав видатний знавець прикладної мінералогії А.І. Гінзбург.

Правильним є твердження В.І. Вернадського про стимулювальну роль прикладної мінералогії для розвитку всіх напрямів мінералогічної науки. Справді, як зазначає М.П. Юшкін, усі періоди різкого розвитку мінералогічних знань, періоди розвитку мінералогії як науки збігаються в часі з найвагомішим її внеском у розвиток економіки, вирішення сировинних і господарських проблем. Можна згадати часи Катерини ІІ, коли блиск і краса природного каменю, що задовольняв потреби аристократії у яскравих при­красах, пробудили з новою силою інтерес до мінералогії. У середині й наприкінці XІX ст. мінерали стали одним із головних дже­рел сировини для розвитку капіталістичної промисловості, у передвоєнні роки XX ст. сформувалася мінерально-сировинна база соціалістичної індустрії, у 50-ті роки розпочали вироб­ництво синтетичних мінералів і штучних кристалів. Сучасний період – це період широкого впро­вадження мінералогічних методів для задоволення потреб не тільки гірничогеологічних і мінералого-технологічних, а й практично усіх галузей людської діяльності від техніки до медицини і мистецтва.

Важливу роль у розвитку прикладної мінералогії відіграє діяльність спеціальної Комісії з прикладної мінералогії при Міжнародній мінералогічній асоціації і Міжнародної ради з прикладної мінералогії, керівництво якої знаходиться в Південно-Африканській республіці, а також видання відповідних збірників та монографій під загальною назвою “Applіed Mіneralogy”.

Незважаючи на значні досягнення у розвитку прикладної мінералогії, сьогодні нема єдиного визначення цього терміна. З огляду на це є різні варіанти структури прикладної мінералогії. Зокрема, 1991 р. у російському видавництві “Недра” вийшов переклад з англійської книги М.П. Джонса “Прикладная минералогия. Количественный подход”, у якій термін “прикладна” мінералогія ототожнено з “промисловою” і “технологічною” мінералогію.

Ми вважаємо, що прикладна мінералогія має ширше значення. У її структурі (рис. 1), з урахуванням даних А.І. Гінзбурга, М.П. Юшкіна та інших дослідників, виділяємо такі її головні розділи:

Прикладна мінералогія

Регіональна мінералогія і мінералогічне картування

Розшуково-оцінна мінералогія

Техноло­гічна мінералогія

Мінералогія нових видів мінеральної сировини

Медична мінералогія

Технічна мінералогія і мінералогічне матеріалознавство

Мінералогічна експертиза

Рис. 1. Структура прикладної мінералогії.


1. Регіональна мінералогія (топомінералогія) і мінералогічне картування – основа для складання мінералогічних і прогнозних карт різних масштабів з метою визначення мінералогічних критеріїв виділення перспективних площ і попередньої оцінки рудопроявів.

2. Розшуково-оцінна мінералогія – комплекс мінералогічних досліджень, спрямованих на підвищення ефективності розшуково-розвідувальних і оцінних робіт.

3. Технологічна мінералогія – розвивається на стику мінералогії і технології мінеральної сировини й охоплює комплекс мінералогічних досліджень, спрямованих на створення найраціональніших схем переробки мінеральної сировини з повним її комплексним використанням.

4. Мінералогія нових видів мінеральної сировини – вивчення складу, властивостей і поширення мінералів з метою залучення їх у промислове виробництво.

5. Технічна мінералогія і мінералогічне матеріалознавство  дослідження різноманітних техногенних продуктів-аналогів мінералів, що утворюються в захоронених відходах виробництва і відвалах пустих порід, в агло­мератах і шлаках металургійного процесу, унаслідок розкристалізації опти­чного і спеціального скла, під час виробництва абразивів, цементів, кераміки, вогнетривів тощо, синтез мінералів – аналогів природних сполук, гемологія.

6. Медична мінералогія – комплекс досліджень, спрямованих на виявлення лікувальних властивостей мінералів, на вивчення мінералів і мінера­лотворних процесів в організмі людини (печінкових і жовчних каменів тощо), визначення корисних і шкідливих мінералів у навколишньому середовищі (мінералогічна екологія).

7. Мінералогічна експертиза – дослідження, пов’язані з діагностикою міне­ралів та виробів з них, судовою експертизою, історичними подіями, катастрофами, повторною оцінкою перспективності родовищ тощо.

З погляду інтенсифікації геолого-знімальних, розшуково-розвідувальних і експлуатаційних робіт та процесу збільшення запасів корисних копалин важливе значення мають перші чотири розділи. Вони безпосередньо пов’язані з природними продуктами надр і їм присвячений пропонований посібник.


2. ТИПОМОРФІЗМ МІНЕРАЛІВ – ТЕОРЕТИЧНА ОСНОВА